Estudo do efeito da autofagia sobre a endocitose e a adesão celular em macrófago murino in vitro / Study of autophagy the effect on endocytosis and cell adhesion in a murine macrophage in vitro

INTRODUÇÃO: A influência da autofagia em processos celulares que participam da homeostase celular, como a endocitose e a adesão celular, até o momento, foi pouco estudada. A endocitose consiste na internalização de material extracelular,quando as vesículas endocíticas são menores que 500nm é chamada de endocitose em microescala e quando as vesículas formadas são maiores que essa medida trata-se de endocitose em macroescala. Foi demonstrado que a conexão da via endocítica com a via autofágica é fundamental para a degradação de material citosólico e, subsequente, produção de energia e disponibilização de substrato para o metabolismo celular. Estudos controversos da literatura mostraram que a autofagia pode favorecer ou não interferir com a endocitose em macroescala. Além disso, alguns trabalhos demonstraram que o processo autofágico foi capaz de reduzir a reciclagem de integrinas para a membrana plasmática por alterar a endocitose em microescala envolvida na internalização desse tipo de proteína, reduzindo a capacidade de adesão e, consequentemente, a migração celular. Assim, em conjunto, esses achados evidenciam que a autofagia pode interagir e interferir com eventos celulares dependentes da participação da membrana plasmática como a endocitose e a adesão celular.OBJETIVO: No presente estudo, hipotetizamos que a prévia indução de autofagia em macrófagos é capaz de reduzir a endocitose em micro e macroescala, além de reduzir a capacidade de adesão celular. Desta forma, o objetivo desse estudo foi determinar o efeito da indução de autofagia, in vitro, sobre a endocitose e a adesão de macrófagos murino. MATERIAL E MÉTODOS: Macrófagos foram induzidos à autofagia por privação de nutrientes (starvation) ou pelo tratamento com um indutor farmacológico, a rapamicina, seguida da exposição a macromoléculas ou grandes partículas de diferentes naturezas. Além disso, após indução de autofagia, macrófagos em suspensão foram incubados em superfícies como o vidro ou uma matriz de colágeno e fibronectina para avaliação da capacidade de adesão.Os percentuais de endocitose em microescala, em macroescala e de adesão foram estimados. RESULTADOS: Mostramos que a indução de autofagia promoveu redução da capacidade fagocítica em cerca de 60% no percentual de macrófagos que internalizam grandes partículas, como levedo, sendo um mecanismo precoce e reversível. Ao passo que a indução de autofagia por privação de aminoácidos ou farmacológica não interferiu na endocitose em microescala. A indução de autofagia não alterou a endocitose de transferrina (endocitose mediada por receptores) e endocitose de BSA (endocitose de fase fluida). Em contraste, a indução de autofagia promoveu redução em aproximadamente 70% da quantidade de macrófagos que aderem a matriz de colágeno e fibronectina. Uma possível explicação para a redução da endocitose em macroescala pode estar relacionada à autofagia diminuir a disponibilidade de grandes extensões de membrana necessárias à internalização de partículas ma iores que 500nm. Alternativamente, a indução de autofagia pode estar levando a célula a uma indisponibilidade de receptores na membrana plasmática que justificaria a redução da capacidade fagocítica e de adesão do 11 macrófago murino. CONCLUSÕES: A indução de autofagia diminui a capacidade fagocítica e a capacidade de adesão do macrófago murino.

INTRODUCTION: The influence of autophagy on cellular processes that participate in cellular homeostasis, such as endocytosis and cell adhesion has been poorly evaluated. Endocytosis consists in the internalization of extracellular material and includes microscale endocytosis, when endocytic vesicles are smaller than 500nm, and macroscale endocytosis, when the formed vesicles are larger than this measure. It has been shown that the connection between the endocytic and the autophagic pathways is essential for degradation of cytosolic material and, subsequently, power generation and provision of substrate for cellular metabolism. Controversial studies showed that autophagy can improve or do not interfere with macroscale endocytosis. Furthermore, some studies demonstrated that the autophagic process reduced integrin recycling to the plasma membrane through the modulation of microscale endocytosis involved in the internalization of this protein, reducing cell adhesion and migration. Taken together, these findings show that autophagy can interact and interfere with cellular events that depend on plasma membrane participation, such as endocytosis and cell adhesion. OBJECTIVES: In the present study, we hypothesized that prior autophagy induction in macrophage reduces micro and macroscale endocytosis, as well as cell adhesion. Thus, the aim of this study was to determine the effect of autophagy induction, in vitro, on endocytosis and adhesion of murine macrophages. MATERIAL AND METHODS: Autophagy by nutrient deprivation (starvation) or by treatment with an inducer drug, rapamycin, was induced in macrophages, followed by exposure to macromolecules or large particles of different natures. Furthermore, after autophagic induction, macrophages were plated on different surfaces like glass or collagen-fibronectin matrix to evaluate cell adhesiveness. After that, the percentage of endocytosis in micro and macroscale and adhesion were determined...

Rastreamento da localização do glicoconjugado LPG na cinética da interação L. Major/Macrófago

A leishmaniose é uma doença endêmica que está distribuída por todo o mundo e é causada pelo protozoário do gênero Leishmania. Este parasita existe em duas formas: promastigotas (flagelados) no intestino do inseto vetor, e amastigotas (intracelulares) que vivem e se multiplicam dentro de macrófagos no hospedeiro vertebrado. As formas promastigotas, quando são inoculadas no hospedeiro vertebrado pelo inseto vetor, infectam macrófagos. Estas células são infectadas pelo parasita após um processo de reconhecimento mútuo entre as superficies do protozoário e da célula hospedeira. Questões cruciais sobre como as moléculas da superficie do parasita participam desse processo têm sido exaustivamente estudadas e, aos poucos respondidas. Sabe-se que in vitro todos os promastigotas são capazes de se aderir e entrar na células hospedeiras. Porém, apenas os que passaram pelo processo de metaciclogênese, os metacíclicos, são infectantes. Estudos demonstraram que nesse processo de diferenciação ocorrem modificações na mais abundante molécula expressa na superfície do parasita, o lipofosfoglicano (LPG). Nesse estudo, usamos o anticorpo 79.3, marcador de LPG, a fim de observar a distribuição dessa molécula durante a fase inicial de adesão e posterior interiorização de formas promastigotas por macrófago peritonial de camundongo. Por imunofluorescência, foi possível observar a marcação das superficies dos parasitas aderidos aos macrófagos. Comparamos então a entrada e a destruição dos procíclicos (promastigotas não infectantes) com a sobrevivência e manutenção da infecção fato sugere que a molécula é secretada durante a interação parasitacélula.

A molécula de LPG foi constante e uniformemente identificada em toda a superficie do parasita. Importante fato foi a presença do LPG na área de adesão com a célula hospedeira. A marcação permaneceu intensa durante toda a entrada do parasita. Após a completa interiorização, o parasita continua com a superfície marcada e secretando o LPG. A molécula parece então ser sequestrada de dentro do vacúolo parasitóforo em vesículas, que se apresentam distribuidas por todo o citoplasma do macrófago. Além disto, experimentos com Western bloting demonstraram o aparecimento de uma nova banda de 21kDa, depois de 24 horas de interação com a célula hospedeira. Estes resultados mostram que a molécula de LPG esta envolvida e parece ser de grande importância nos primeiros momentos da invasão dos promastigotas no macrófago. Além do mais, o comportamento do LPG dentro do macrófago infectado sugere sua participação em possíveis mecanismos que garantam a permanência do parasita dentro da célula hospedeira.

Rastreamento da localização do glicoconjugado LPG na cinética da interação L. Major/Macrófago / Tracking the location of glucoconjuged LPG on the kinetics of interaction L. Major/macrophages

A leishmaniose é uma doença endêmica que está distribuída por todo o mundo e é causada pelo protozoário do gênero Leishmania. Este parasita existe em duas formas: promastigotas (flagelados) no intestino do inseto vetor, e amastigotas (intracelulares) que vivem e se multiplicam dentro de macrófagos no hospedeiro vertebrado. As formas promastigotas, quando são inoculadas no hospedeiro vertebrado pelo inseto vetor, infectam macrófagos. Estas células são infectadas pelo parasita após um processo de reconhecimento mútuo entre as superficies do protozoário e da célula hospedeira. Questões cruciais sobre como as moléculas da superficie do parasita participam desse processo têm sido exaustivamente estudadas e, aos poucos respondidas. Sabe-se que in vitro todos os promastigotas são capazes de se aderir e entrar na células hospedeiras. Porém, apenas os que passaram pelo processo de metaciclogênese, os metacíclicos, são infectantes. Estudos demonstraram que nesse processo de diferenciação ocorrem modificações na mais abundante molécula expressa na superfície do parasita, o lipofosfoglicano (LPG). Nesse estudo, usamos o anticorpo 79.3, marcador de LPG, a fim de observar a distribuição dessa molécula durante a fase inicial de adesão e posterior interiorização de formas promastigotas por macrófago peritonial de camundongo. Por imunofluorescência, foi possível observar a marcação das superficies dos parasitas aderidos aos macrófagos. Comparamos então a entrada e a destruição dos procíclicos (promastigotas não infectantes) com a sobrevivência e manutenção da infecção fato sugere que a molécula é secretada durante a interação parasitacélula. A molécula de LPG foi constante e uniformemente identificada em toda a superficie do parasita. Importante fato foi a presença do LPG na área de adesão com a célula hospedeira. A marcação permaneceu intensa durante toda a entrada do parasita. Após a completa interiorização, o parasita continua com a superfície marcada e secretando o LPG. A molécula parece então ser sequestrada de dentro do vacúolo parasitóforo em vesículas, que se apresentam distribuidas por todo o citoplasma do macrófago. Além disto, experimentos com Western bloting demonstraram o aparecimento de uma nova banda de 21kDa, depois de 24 horas de interação com a célula hospedeira. Estes resultados mostram que a molécula de LPG esta envolvida e parece ser de grande importância nos primeiros momentos da invasão dos promastigotas no macrófago. Além do mais, o comportamento do LPG dentro do macrófago infectado sugere sua participação em possíveis mecanismos que garantam a permanência do parasita dentro da célula hospedeira.